Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 32, No. 3, July-September, 2023, ISSN: 2071-0054
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ORIGINAL ARTICLE

Integrated Planning of Workload and Supplies for Planned Maintenance on Soil Preparation Tractors

 

iDYoel Betancourt RodríguezIInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara (INICA-Villa Clara). Ranchuelo, Villa Clara, Cuba.*✉:yoel.betancourt@nauta.cuyoelbr15@gmail.com

iDRainiel Sánchez SánchezIIEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) Panchito Gómez Toro, Vi lla Clara, Cuba

iDAnabel QuinteroIIIInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), INICA-Cienfuegos, Cuba.

iDOmar Antúnez AntúnezIVEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) 5 de Septiembre, Cienfuegos, Cuba.


IInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara (INICA-Villa Clara). Ranchuelo, Villa Clara, Cuba.

IIEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) Panchito Gómez Toro, Vi lla Clara, Cuba

IIIInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), INICA-Cienfuegos, Cuba.

IVEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) 5 de Septiembre, Cienfuegos, Cuba.

 

*Author for correspondence: Yoel Betancourt-Rodríguez, e-mail: yoel.betancourt@nauta.cu; yoelbr15@gmail.com

ABSTRACT

The proper application of agricultural machinery requires, among other aspects, the necessary inputs to perform planned maintenance (PM) in a timely manner. The objective of the research was focused on developing a procedure for the integrated planning of the workload and the PM inputs for the soil preparation tractors. The research was carried out at “Panchito Gómez Toro” Sugar Agroindustrial Company, in an area of 1833.4 ha, in 48 blocks dedicated to sugar cane. LabraS software was used for tillage planning and functionalities were added to plan the maintenance and associated supplies (oils, greases and coolant and brake fluids). The conditions were characterized by prevailing problems of effective depth, poor drainage and stoniness (between 19 and 22%), as well as by the predominance of the medium soil texture (93%) and the conditions of the soil surface in areas of cane demolition (74%). Satisfactory results were achieved through LabraS software in the integrated data collection of the workload and the PM inputs for the available tractors, and according to their ownership (MTZ-80, T-150K, Belarus 1523 and Komatsu), in addition the information was specified by month and total in the year. This result made possible to carry out adequately the quarterly and annual balance of lubricants requested by AZUMAT Logistic Company, in addition to varying the demand based on the existing statistics, or the changes arising thank to the computerization of the process.

Keywords: 
Computerization of Processes, Demand for Inputs, Agricultural Planning

Received: 21/2/2023; Accepted: 24/6/2023

Yoel Betancourt-Rodríguez, Dr. C., Investigador Titular, Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara (INICA-Villa Clara). Autopista Nacional km 246, Ranchuelo, Villa Clara. Profesor Titular adjunto de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas (UCLV), Cuba. e-mail: yoel.betancourt@nauta.cu; yoelbr15@gmail.com.

Rainiel Sánchez-Sánchez, Ingeniero Agrícola, Empresa Agroindustrial Azucarera (EAA) Panchito Gómez Toro, Cuba. e-mail: rainiel.sanchez@nauta.cu.

Anabel Quintero, Ingeniero Agrónomo, Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), INICA-Cienfuegos, Cuba. e-mail: anabelquinterocabrera@gmail.com.

Omar Antúnez-Antúnez, Ingeniero Agrónomo, Empresa Agroindustrial Azucarera (EAA) 5 de Septiembre, Cuba. e-mail: omar.antunes@5sept.azcuba.cu.

The authors of this work declare no conflict of interests.

AUTHOR CONTRIBUTIONS: Investigation: Yoel Betancourt Rodríguez, Rainiel Sánchez Sánchez, Anabel Quintero y Omar Antúnez Antúnez. Methodology: Yoel Betancourt Rodríguez. Validation: Yoel Betancourt Rodríguez, Rainiel Sánchez Sánchez, Anabel Quintero y Omar Antúnez Antúnez. Writing, review & editing: Yoel Betancourt Rodríguez, Rainiel Sánchez Sánchez, Anabel Quintero y Omar Antúnez Antúnez

CONTENT

INTRODUCTION

 

The planning of technical maintenance and repairs of tractors in Cuba, according to Fernández-Sánchez et al. (2016)FERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, M.: “Planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes”, Revista Ingeniería Agrícola, 6(4): 32-38, 2016, ISSN: 2227-8761., was carried out using the information contained in the technological charts of agricultural crops, for having the different activities and the volume of fuel to be consumed by the machines in the year. The same author stated that one of the disadvantages was related to the high laboriousness and time required by the large volume of information to be processed, which also requires knowledge and practical skills for its use. However, such a limitation could currently be counteracted by the advances made in computing and communications technology, with which such methods could be resumed based on the degree of precision that is available.

According to Salas (2020)SALAS-AGUILAR, R.: Propuesta del plan de mantenimiento en el taller de maquinaria pesada de la Empresa Minera Castor, Ancash 2020, [en línea], Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica, Universidad Continental, Arequipa, Perú, Trabajo de Investigación para optar el grado académico de Bachiller en Ingeniería Mecánica, Ancash, Publisher: Universidad Continental, 2020, Disponible en: https://hdl.handle.net/20.500.12394/8683, [Consulta: 22 de marzo de 2023]., companies need to have a maintenance plan to achieve efficiency in the operation of their equipment and achieve optimal values ​​in operational effectiveness. In that sense, the creation in 2009 of the Base Business Units of Technical Services (UEBIST), in the Ministry of Agriculture, made it possible to recover the planning and control activities of technical services with a priority approach (Suárez , 2011SUÁREZ, J.; RÍOS, A.; LINARES, E.: “Unidades integrales de servicios técnicos de maquinaria agrícola”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20(2): 15-19, 2011, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.).

The periodicity of maintenance and repairs, as well as the demand for associated inputs in conditions where the equipment has a long operating time and does not have an active hour meter, is determined in liters of fuel consumed. However, this form requires efficient technological means for its dispatch and greater control over its use to ensure adequate precision in terms of consumption actually executed (Fernández-Sánchez et al., 2016FERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, M.: “Planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes”, Revista Ingeniería Agrícola, 6(4): 32-38, 2016, ISSN: 2227-8761.). Other methods identified by Daquinta (2008)DAQUINTA, A.: Mantenimiento y reparación de la maquinaria agrícola, Ed. Editorial Félix Varela, La Habana, Cuba, Primera ed., La Habana, Cuba, 2008. are related to chronological hours of work, in conventional standard hectares, kilometers traveled and in motor-hours.

A method for planning technical services to tractors and the demand for lubricants was proposed Fernández-Sánchez et al. (2016)FERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, M.: “Planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes”, Revista Ingeniería Agrícola, 6(4): 32-38, 2016, ISSN: 2227-8761.. This consisted of initially identifying the planned monthly and annual workload, expressed in liters of fuel, by tractor make through the support of a platform, the AnaExplo program. Later, with mathematical expressions and the use of probabilistic methods, supported in Microsoft Excel Spreadsheets, the quantity and types of maintenance and repairs by tractors make and the corresponding demand for lubricants is determined with a monthly and annual frequency. This process, as it is worked separately, is laborious for the user and with less precision due to the method that determines the workload, since the technological charts are predefined and are not conformed according to the specific working conditions of each entity.

In AZCUBA Sugar Business Group, the determination of the demand for inputs takes into account the experience of previous years in terms of the technical coefficient of the equipment, the history of causes of breakages and the money available. With this information, the order or capture of the demand for inputs by activity globally, services and equipment is requested, in order to have a coefficient of technical availability of machinery greater than 85%. However, in the planning, factors such as working conditions, the type of activity, the level of work and the provenance are not integrated, which can bring inadequate results with the respective negative repercussion on the technical state, the useful life of the machinery and in the economic indicators for the associated company or entity.

The need to improve soil tillage in the AZCUBA Sugar Business Group led to the creation, for sugar cane, of a Service for Technical Assistance in Soil Tillage (Betancourt et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.). This service has a computer tool for planning, the software (SW) LabraS, whose validation has shown satisfactory results in the recommendation of technological charts, mainly in the processes of soil preparation, planting and post-harvest cultivation (Pérez, 2018PÉREZ, S.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central de Las Villas UCLV Facultad de Ciencias Agropecuarias, Tesis de Maestría, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75, Publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara … p., publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara …, 2018.; Betancourt et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; Betancourt et al., 2019bBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2227-8761.).

Planning tillage with the automated system LabraS, allows obtaining, with adequate precision, the workload by applying the ISMACE criteria in the algorithms (integration into the recommendations the knowledge of soil, machinery, crop with the work environment) and the demand for inputs for planned maintenance (PM), previously defining functionalities for that purpose. Therefore, it is possible to carry out planning on the same platform with greater precision and less complexity for the user. Due to the above, the objective of the research is to develop a procedure for the integrated planning of the workload and the inputs for the MP of the soil preparation tractors.

MATERIALS AND METHODS

 

The research was carried out at “Panchito Gómez Toro” Sugar Agroindustrial Company (EAA) in Villa Clara Province, belonging to AZCUBA Sugar Business Group. The soil preparation campaign was planned for 1833.4 ha, concentrated in 48 blocks dedicated to sugarcane. The predominant soils in the EAA are Sialitic Humic (53%), Sialitic Brown (20%) and Vertisols (15%), according to the 2015 genetic classification proposed by Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ-JIMÉNEZ, A.; PÉREZ-JIMÉNEZ, J.M.; BOSCH-INFANTE, D.; CASTRO-SPECK, N.: “La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015”, Cultivos Tropicales, 40(1), 2019, ISSN: 0258-5936, Publisher: Ediciones INCA..

Four tractor marks were identified for soil preparation (Table 1). In all cases the amount of inventory corresponded to the active equipment. Those of own belonging are from the production units (UPC), those means of the EAA belong to the company and those of hiring correspond to an enterprise different from EAA, but since they are in the work environment, their service can be hired.

Table 1.  Tractor inventory for soil preparation
Tractor Category Existence
BELARUS 1523 EAA 4
MTZ-80 Own (UPC) 5
Komatsu D80 Hiring 2
T-150K Hiring 5

The aggregates available in the EAA respond to the needs of works conceived in the SW LabraS for soil preparation (Table 2).

Table 2.  Tractor and implement for soil preparation work in EAA
Tractor Implement Labor
MTZ-80 ADI-3 Break (Discs)1
BELARUS 1523 AT-90
T-150K AF Leveler Land leveling
MTZ-80 UNIGREEN Sprayer Herbicide application
BELARUS 1523 AT-90 Crossing (Discs)1
BELARUS 1523 Scarifier Bayamo (Modified) Medium subsolation3
BELARUS 1523 Chisel Crossing (Arrows)2
BELARUS 1523 Chisel Break (Arrows)2
Komatsu D80 Heavy Discs Harrow Heavy harrow
BELARUS 1523 GAPCR Discs Harrow De-Crown and medium harrow
T-150K Rome Discs Harrow Light and medium harrow

Legend: 1- For implements with disc work organs. 2-For implements that do not invert the soil prism without including subsolation. 3- Subsoilers for medium power tractors that are not designed to work in areas with the presence of rocks, roots and trunks.

The procedure developed to determine, in an integrated way, the workload-inputs for the MP of the tractors in the LabraS platform was carried out in the following stages:

  1. Identify the management conditions for the technological process evaluated.

  2. Plan the actual workload by mark of equipment based on the technological charts and following the ISMACE criteria.

  3. Define the encoders for inputs, components, component capabilities and change regimes (development of new algorithms in the platform).

  4. Establish the reports for the demand for inputs according to technological process, mark of equipment and its category (EAA, UPC and Hired).

  5. Define a report for the demand on a quarterly basis, so that it coincides with the system established by the Supply Company AZUMAT.

The planning of the technological charts was carried out by minimum management unit, the sugarcane block. The procedures applied, the planning indicators and the description of the computer platform were reported by Betancourt et al. (2019 a)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.. The methodology applied to request the data from the growers, coincides with the description done by Pérez (2018)PÉREZ, S.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central de Las Villas UCLV Facultad de Ciencias Agropecuarias, Tesis de Maestría, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75, Publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara … p., publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara …, 2018..

In this investigation, the determination of inputs was focused on the needs to replacement for planned maintenance. The inputs related to oils, greases, brake fluid and coolants were considered for the analysis.

The types of lubricants to be recommended by equipment, the moments of replacement and the capacities of each system by tractor mark followed the provisions of the lubrication guides defined by AZCUBA Sugar Business Group (AZCUBA, 2016AZCUBA: Guía de Lubricación Equipos Agrícolas Combinadas, Tractores e Implementos actualizado, Inst. Grupo Empresarial Azucarero AZCUBA, La Habana, Cuba, 9 p., 2016.)AZCUBA. (2016). Updated Lubrication Guide for Combined Agricultural Equipment, Tractors and Implements, 9 pp..

The demand for inputs (Dl) in liters or kg was determined with the expression (1) D l = M h P P c * C a :

D l = M h P P c * C a  (1)

where: MhP- Moto hours planned, equals to one hour of engine work (Moto-hours), Pc- Change periods (Moto-hours) and Ca- System capacity (L, kg).

RESULTS AND DISCUSSION

 

The soil surface conditions were characterized by the predominance of demolition areas (74%). Those of fallow or with cane with very low agricultural yield not harvested in 26%. The area coming from the rotation with other crops were found null.

The evaluation of the limiting factors for the tillage mechanization (FML) in the soil preparation of 1833.4 ha (Figure 1), showed a predominance of the problems of effective depth (37.6%) and poor drainage (22% ), followed by stoniness (19%). Other factors were found but to a lesser extent, less than 2%, such as salinity, rockiness and compaction. The areas without limitation constituted approximately 22%. In that sense, technological management from a comprehensive sustainability perspective focuses on solving the limitations for the development of the crop, linked to tillage and on the correct selection of equipment to avoid breakage, coinciding with what was stated by Crespo et al. (2013)CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierra en la producción de caña de azúcar, vol. Capítulo 6. Agronomía, La Habana, Cuba, 119-146 p., 2013, ISBN: 978-959-300-051-2., Oliva et al. (2014)OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar. Fomento y reposición, Ed. Editorial AMA, 2da edición, Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo ed., La Habana, Cuba, 79-106 p., 2014, ISBN: 978-959-300-036-. and Betancourt et al. (2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana..

FIGURE 1.  Limiting factors for the mechanization soil tillege

The technological chart recommended by the LabraS software (Figure 2), shows, for the minimum management unit (the sugarcane block), the technological alternative, the selected variant, the labors sequence, the start and finish date, the aggregates and the exploitation parameter, performance and fuel consumption, depending on the area to be processed. This report is the basis for carrying out the machinery exploitation analysis and consequently, to determine the demand of inputs for the MP of soil preparation tractor.

To ensure an adequate planting bed under management conditions, 12 tasks were recommended in soil preparation (Figure 3a). The recommended machinery coincides with the available equipment and according to the category, the UPC´s own (MTZ-80), the EAA (BELARUS 1523) and those of hiring service (Komatsu D80 and T-150K), in all cases with their respective implements. The works with greater representativeness, with more than 1000 ha, are determined by the De-Crown, the Medium Harrow, the Land leveling and the Light Harrow.

On the other hand, the complex conditions in 26% of the area of the soil surface prevented the use of scarification [(Break (Arrows) and Crossing (Arrows)] in the maximum expression. Of a potential of 79%, it was only recommended for breaking and crossing in 717 ha and 970 ha, respectively, which represented an average of 46% of the area. That limitation had a negative impact on the use of technological, energy and environmental benefits reported by the application of that equipment (Gutiérrez et al., 2013GUTIÉRREZ, A.; DÍAZ, F.; VIDAL, L.; RODRÍGUEZ, I.; PINEDA, E.; BETANCOURT, Y.; GÓMEZ, J.: “Manual de buenas prácticas agrícolas para el cultivo de la caña de azúcar en los suelos arcillosos pesados con regadío superficial”, Revista Cuba &Caña,(D) RNPS, 1: 1-15, 2013.; Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierra en la producción de caña de azúcar, vol. Capítulo 6. Agronomía, La Habana, Cuba, 119-146 p., 2013, ISBN: 978-959-300-051-2., Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar. Fomento y reposición, Ed. Editorial AMA, 2da edición, Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo ed., La Habana, Cuba, 79-106 p., 2014, ISBN: 978-959-300-036-., Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, 2019.).

FIGURE 2.  Recommended technology chart for a management condition

A total fuel demand of 193 197.8 liters was determined to face the working conditions (Figure 3b), which included the tasks defined in the technological charts. They can be framed in three fundamental groups: conditioning (herbicide application) with 2 690.0 L; the primary and part of the secondary tillage (breaking, medium harrowing and crossing) with 144 578.8 L and the leveling (light harrowing and land leveling) that demanded 45 928.8 L.

FIGURE 3.  Area to be carried out (a) and fuel demand (b) by work

The planning of tasks in the technological charts for soil preparation at the EAA “Panchito Gómez Toro”, using the ISMACE criteria, were carried out satisfactorily for the research conditions. Similar results with the use of the LabraS platform in other conditions and technological processes were reported by Pérez (2018)PÉREZ, S.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central de Las Villas UCLV Facultad de Ciencias Agropecuarias, Tesis de Maestría, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75, Publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara … p., publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara …, 2018., Betancourt et al. (2019a)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana. and Betancourt et al. (2019b)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2227-8761..

From the technological chart, the workload and fuel demand were determined differentiated by tractor mark, also including the time required in the campaign (Figures 4 a, b). In this sense, the MTZ-80 is the one with the highest demand in January and March 2021, and to a lesser extent in February and April, in all cases in the labor Break (Discs) with ADI-3, with the aim of complementing the planned work in soil preparation through the incorporation of UPC equipment. Work demand from January to May is followed by the T-150K with 464 workdays at the leveling operation, the Belarus 1523 with 280 workdays directed to primary and secondary tillage and finally the Komatsu D80 with only three days, one in January and two in March, with the heavy harrow.

Regarding fuel request, the demand is led by the BELARUS 1523 and the T-50K, with 92,000 and 80,000 liters of diesel, respectively. In both tractor mark, the work was framed in January to May period. Despite the MTZ-80 has longer working hours, the engine's fuel consumption per hour is lower than the rest of the tractors, reason that justifies the lower fuel demand (28,000 liters). On the contrary, the high hourly fuel consumption of the Komatsu D80 explains why, despite the reduced work done, the demand is 9000 liters.

FIGURE 4.  Demand for work (a) and fuel (b) monthly by tractor

According to Da Silva (2018)DA SILVA, K.: Significado e importancia de la planificación para una organización, [en línea], 2018, Disponible en: https://www.cuidatudinero.com/13095362/cuatro-elementos-basicos-de-la-gestion-estrategica, [Consulta: 18 de mayo de 2021]., in planning, it is necessary to coherently organize the steps to follow to achieve the established objective. In this sense, the parameters determined previously through the use of the ISMACE criteria, allowed precise planning and provided the necessary elements to achieve the improvement of the system for the demand of lubricants according to the hours of work planned in a differentiated way by its classification (ownership) and tractor mark (Table 3).

Table 3.  Demand for lubricants according to tractor mark and its ownership
Classification Tractor Input Total input demand, L o kg
BELARUS 1523 Super multi 15W 40 279,8
TDF 317,0
EP 90 GL5 51,3
EAA Synthetic oil PAG SD-20 SANDEN 0,5
CASTROL Response DOT 4 3,5
LISAN 2 EP 56,0
H 68 139,8
Komatsu D80 LISAN 2 o 3 0,6
H 68 1,6
Hiring S.D.DB 40 3,6
Multi A 50 1,1
EP 140 GL 4 2,3
T-150K LISAN 2 o 3 218,0
Hiring Multi A 50 359,4
Super multi 15W 40 799,4
EP 90 GL4 151,4
MTZ-80
MP 140 66,3
GC 2 47,7
Own (UPC) LISAN 2 o 3 47,7
Multi A 50 151,1
C 100 170,3

The quarterly and total demand for consolidated lubricants facilitates differentiating purchase plans according to the owner of the equipment, as well as requesting inputs based on the lubricants specified by tractor mark (Table 4).

Table 4.  Quarterly and total demand for lubricants
Input Unit of measurement 2021 Grand Total
1st Trimester 2nd Trimester
Synthetic oil PAG SD-20 SANDEN L 1 0 1
C 100 L 167 4 171
CASTROL Response DOT 4 (Base Mono etilín-glicol) L 3 1 4
EP 140 GL 4 L 2 0 2
EP 90 GL4 L 85 67 152
EP 90 GL5 L 48 13 61
GC 2 kg 47 1 48
H 68 l 111 30 141
LISAN 2 o 3 kg 169 97 266
LISAN 2 EP kg 44 12 56
MP 140 L 65 2 67
Multi A 50 L 350 162 512
S.D.DB 40 L 4 0 4
Super multi 15W 40 L 667 412 1079
THF L 249 68 317

This result includes the lubricants specified and approved by the AZCUBA Sugar Business Group for all tractor systems. In addition, it is shown in such a way that it facilitates the request to the AZUMAT supplier when establishing the demand per quarter. In the year 2021, the demand was concentrated in the first two quarters and absorbed the work carried out by the available tractors, regardless of the mark and the ownership.

Obtaining both recommendations, by quarters and differentiated even by mark of equipment, demonstrates that the system created on the LabraS platform allows the improvement of the demand for lubricants according to the requirements of the grower, which will facilitate the reorganization process that is being carried out in the Cuban sugar agro-industry and the cooperative development program that is also promoted.

It is important to point out that the analysis in the tractor was based only on the demand by change of lubricant, as established by the equipment manufacturer and it was approved by AZCUBA. However, in the time of work, lubricants are also required for filling or covering unforeseen breaks, which will depend on the years of operation of the tractor and the expertise of the operators, among other parameters and that increases the general demand for the different inputs used.

In order to cover the demand for lubricants mentioned above and taking into account the statistics of previous years respect to lubricant consumption, an option was enabled in the LabraS platform to modify the results in the percentage that the user predetermines (Figure 5).

FIGURE 5.  Option in the SW LabraS to adjust the demand for lubricants

On the other hand, it is significant to highlight that in SW LabraS, the types and amounts of maintenance and repairs by tractor mark are also planned, however, they were not shown because they were not formed part of the objective of the paper.

Also, the investigation only evaluated the demand for the tractor, however, the work was recommended by means of soil preparation aggregates (tractor and implement), therefore, in order to carrying out the planning in production conditions, the indices by implement must be included.

The results obtained show that the use of computer media is a very effective tool in decision making, in reducing operation time and in the ease of solving changes that arise immediately. A similar opinion was stated by Pereira et al. (2015)PEREIRA-MARÍN, C.A.; PÉREZ-MENDEZ, A.; MARÍN-DARIAS, D.; GONZÁLEZ-CUETO, O.: “ExploMaq, software para la evaluación energética y económica de la maquinaria agrícola”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24(1): 72-76, 2015, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; de las Cuevas et al., (2015)DE LAS CUEVAS-MILÁN, H.R.; GÓMEZ RAVELO, I.; DÍAZ-ÁLVAREZ, M.; FERNÁNDEZ DE CASTRO-FABRE, A.; PANEQUERONDÓN, P.: “Sistema automatizado para la determinación de las condiciones de ensayo en los conjuntos agrícolas”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24(2): 61-67, 2015, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; Álvarez et al. (2015)ÁLVARERZ-TORRES, E.: ““Frecal”, herramienta para el cálculo de las fuentes energéticas”, Revista Ingeniería Agrícola, 5(3): 57-62, 2015, ISSN: 2227-8761. and Betancourt et al. (2019b)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2227-8761..

The procedures applied through the integration in the same platform of the determination of the technological charter-workload-demand for inputs for the MP facilitated the improvement of the current system with satisfactory results and solved the present limitations exposed at the beginning of the paper.

CONCLUSIONS

 
  • The workload and fuel demand of the available tractors in soil preparation were satisfactorily determined from the recommended technological charts with SW LabraS, differentiated for a specific and total period in the year based on the agrotechnical requirements of sugarcane for the evaluated conditions.

  • The inputs demand for the MP was adequately determined by mark and ownership of the tractors through the application of work procedures integrated in the SW LabraS (Workload-MP inputs) and included the quarterly and annual balance of lubricants requested by AZUMAT.

NOTE

 

AZCUBA. (2016). Updated Lubrication Guide for Combined Agricultural Equipment, Tractors and Implements, 9 pp.

REFERENCES

 

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Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 32, No. 3, July-September, 2023, ISSN: 2071-0054
 
ARTÍCULO ORIGINAL

Planificación integrada de carga de trabajo-insumos mantenimientos planificados en tractores de preparación de suelo

 

iDYoel Betancourt RodríguezIInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara (INICA-Villa Clara). Ranchuelo, Villa Clara, Cuba.*✉:yoel.betancourt@nauta.cuyoelbr15@gmail.com

iDRainiel Sánchez SánchezIIEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) Panchito Gómez Toro, Vi lla Clara, Cuba

iDAnabel QuinteroIIIInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), INICA-Cienfuegos, Cuba.

iDOmar Antúnez AntúnezIVEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) 5 de Septiembre, Cienfuegos, Cuba.


IInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara (INICA-Villa Clara). Ranchuelo, Villa Clara, Cuba.

IIEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) Panchito Gómez Toro, Vi lla Clara, Cuba

IIIInstituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), INICA-Cienfuegos, Cuba.

IVEmpresa Agroindustrial Azucarera (EAA) 5 de Septiembre, Cienfuegos, Cuba.

 

*Autor para correspondencia: Yoel Betancourt-Rodríguez, e-mail: yoel.betancourt@nauta.cu; yoelbr15@gmail.com

RESUMEN

La aplicación adecuada de la maquinaria agrícola requiere, entre otros aspectos, de los insumos necesarios para realizar los mantenimientos planificados (MP) de forma oportuna. El objetivo de la investigación se centró en desarrollar un procedimiento para la planificación integrada de la carga de trabajo y los insumos para los MP de las fuentes energéticas de preparación de suelo. La investigación se realizó en la Empresa Agroindustrial Azucarera Panchito Gómez Toro en un área de 1833,4 ha y concentrado en 48 bloques dedicados a caña de azúcar. Se utilizó el software LabraS para la planificación de la labranza y se le agregaron funcionalidades para planificar los mantenimientos y los insumos asociados (aceites, grasas, líquidos refrigerantes y de freno). Las condiciones se caracterizaron por predominar problemas de profundidad efectiva, mal drenaje y pedregosidad (entre 19 y 22%), así como por prevalecer la textura media del suelo (93%) y las condiciones del terreno en áreas de caña de demolición (74%). Se lograron resultados satisfactorios mediante el software LabraS en la obtención integrada de la carga de trabajo y los insumos para los MP de las fuentes energéticas disponibles en función de su pertenencia (MTZ-80, T-150K, Belarus 1523 y Komatsu), además especificados por mes de trabajo y total en el año. Este resultado posibilitó realizar adecuadamente el balance trimestral y anual de lubricantes solicitados por la Empresa de Logística AZUMAT, además de variar la demanda en función de la estadística existente, o de los cambios surgidos por estar informatizado el proceso.

Palabras clave
informatización de procesos, demanda de insumos, planeación agrícola

INTRODUCCIÓN

 

La planificación de los mantenimientos técnicos y reparaciones de los tractores en Cuba, según Fernández-Sánchez (2016)FERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, M.: “Planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes”, Revista Ingeniería Agrícola, 6(4): 32-38, 2016, ISSN: 2227-8761., se realizaba mediante la información contenida en las cartas tecnológicas de los cultivos agrícolas, por poseer las diferentes actividades y el volumen de combustible a consumir de las máquinas en el año. Dicho autor expuso que una de las desventajas estaba relacionada con la elevada laboriosidad y tiempo necesario por el gran volumen de información a procesar, lo que además demanda conocimientos y habilidades prácticas para su empleo. Sin embargo, tal limitación se pudiera contrarrestar en la actualidad por los avances alcanzados en las tecnologías de la informática y las comunicaciones, con lo que se pudiera retomar tales métodos a partir del grado de precisión que se disponga.

Según Salas-Aguilar (2020)SALAS-AGUILAR, R.: Propuesta del plan de mantenimiento en el taller de maquinaria pesada de la Empresa Minera Castor, Ancash 2020, [en línea], Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica, Universidad Continental, Arequipa, Perú, Trabajo de Investigación para optar el grado académico de Bachiller en Ingeniería Mecánica, Ancash, Publisher: Universidad Continental, 2020, Disponible en: https://hdl.handle.net/20.500.12394/8683, [Consulta: 22 de marzo de 2023]., las empresas necesitan contar un plan de mantenimiento para lograr la eficacia en la operatividad de sus equipos y lograr valores óptimos en la efectividad operacional. En ese sentido, la creación en el año 2009 de las Unidades Empresariales de Base Integrales de Servicios Técnicos (UEBIST), en el Ministerio de la Agricultura, permitió recuperar las actividades de planificación y control de los servicios técnicos con un enfoque de prioridad (Suárez et al., 2011SUÁREZ, J.; RÍOS, A.; LINARES, E.: “Unidades integrales de servicios técnicos de maquinaria agrícola”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 20(2): 15-19, 2011, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.).

La periodicidad de los mantenimientos y reparaciones, así como la demanda de insumos asociados en condiciones donde los equipos cuentan con un elevado tiempo de explotación y no disponen de horómetro activo, se determina en litros de combustible consumidos. Sin embargo, esta forma requiere de medios tecnológicos eficientes para su despacho y de un mayor control sobre su uso para asegurar la adecuada precisión en cuanto al consumo realmente ejecutado (Fernández-Sánchez, 2016FERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, M.: “Planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes”, Revista Ingeniería Agrícola, 6(4): 32-38, 2016, ISSN: 2227-8761.). Otros métodos identificados por Daquinta (2008)DAQUINTA, A.: Mantenimiento y reparación de la maquinaria agrícola, Ed. Editorial Félix Varela, La Habana, Cuba, Primera ed., La Habana, Cuba, 2008. se relacionan con las horas cronológicas de trabajo, en hectáreas patrón convencional, kilómetros recorridos y en moto-horas.

En el año 2016, Fernández-Sánchez (2016)FERNÁNDEZ-SÁNCHEZ, M.: “Planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes”, Revista Ingeniería Agrícola, 6(4): 32-38, 2016, ISSN: 2227-8761. propuso un método para la planificación de los servicios técnicos a los tractores y la demanda de lubricantes. Este consistió en identificar inicialmente la carga de trabajo, expresada en litros de combustible, planificada mensual y anual por marca de tractor mediante el apoyo de una plataforma, el programa AnaExplo, y posteriormente, con el empleo de expresiones matemáticas y la utilización de métodos probabilísticos, soportado en Hojas de Cálculo de Microsoft Excel, determinar la cantidad y tipos de mantenimientos y reparaciones por tipo de tractores y la correspondiente demanda de lubricantes, con una frecuencia mensual y anual. Este proceso, por trabajarse de forma separada, resulta trabajoso para el usuario y con menos precisión por el método que determina la carga de trabajo, a partir de que las cartas tecnológicas están predefinidas y no se conforman de acuerdo a las condiciones concretas de trabajo de cada entidad.

En el Grupo Empresarial Azucarero AZCUBA, la determinación de la demanda de insumos toma en cuenta la experiencia de años anteriores en cuanto el coeficiente técnico de los equipos, el historial de causas de las roturas y el dinero disponible. Con dicha información, se solicita el pedido o captación de la demanda de insumos por actividad de forma global, servicios y equipos, en aras de tener un coeficiente de disponibilidad técnica de la maquinaria mayor que el 85%. Sin embargo, en la planificación no se integran factores como las condiciones de trabajo, el tipo de actividad, el nivel de trabajo y la pertenencia, lo cual puede traer resultados inadecuados con la respectiva repercusión negativa sobre el estado técnico, la vida útil de la maquinaria y en los indicadores económicos de la empresa o entidad asociada.

La necesidad de perfeccionar la labranza de suelo en el Grupo Empresarial Azucarero AZCUBA, condujo a la creación de un Servicio para la Asistencia Técnica en la Labranza de Suelos, dedicados a caña de azúcar (Betancourt-Rodríguez et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.). Dicho servicio cuenta con una herramienta informática para la planificación, el software (SW) LabraS, cuya validación ha mostrado resultados satisfactorios en la recomendación de cartas tecnológicas principalmente en los procesos de preparación de suelo, plantación y fertilización y cultivo postcosecha (Pérez, 2018PÉREZ, S.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central de Las Villas UCLV Facultad de Ciencias Agropecuarias, Tesis de Maestría, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75, Publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara … p., publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara …, 2018.; Betancourt-Rodríguez et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; 2019bBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2227-8761.).

Si se toma como base la planificación de la labranza con el sistema automatizado LabraS, lo cual permite obtener con una adecuada precisión la carga de trabajo por aplicar los criterios ISMACE en los algoritmos (integración en las recomendaciones de los conocimientos del suelo, la maquinaria, el cultivo con el entorno de trabajo), y se determina la demanda de insumos para el mantenimiento planificado (MP), definiendo previamente funcionalidades para tal efecto, es posible realizar la planificación en una misma plataforma con mayor precisión y menor complejidad para el usuario. Por lo antes expuesto el objetivo de la investigación es desarrollar un procedimiento para la planificación integrada de la carga de trabajo y los insumos para los MP de las fuentes energéticas de preparación de suelo.

MATERIALES Y MÉTODOS

 

La investigación se realizó en la Empresa Agroindustrial Azucarera (EAA) Panchito Gómez Toro de la provincia de Villa Clara, perteneciente al Grupo Empresarial Azucarera AZCUBA. La campaña de preparación de suelo se planificó para 1833,4 ha, concentrado en 48 bloques dedicados a caña de azúcar. Los suelos predominantes en la EAA son los Húmico Sialíticos (53%), los Pardos Sialíticos (20%) y los Vertisoles (15%), según la clasificación genética propuesta por (Hernández-Jiménez et al., 2019HERNÁNDEZ-JIMÉNEZ, A.; PÉREZ-JIMÉNEZ, J.M.; BOSCH-INFANTE, D.; CASTRO-SPECK, N.: “La clasificación de suelos de Cuba: énfasis en la versión de 2015”, Cultivos Tropicales, 40(1), 2019, ISSN: 0258-5936, Publisher: Ediciones INCA.).

Se identificaron para la preparación de suelo cuatro marcas de equipo (Tabla 1). En todos los casos la cantidad del inventario se correspondió con los equipos activos. Los de pertenencia Propios, son de las unidades productoras (UPC), los de la EAA a la empresa y los de Tercero corresponden a otra empresa diferente a la EAA, pero que al estar en el entorno de trabajo se le puede contratar el servicio.

TABLA 1.  Inventario de fuentes energéticas para preparación de suelo
Fuente energética Categoría Existencia
BELARUS 1523 EAA 4
MTZ-80 Propio (UPC) 5
Komatsu D80 Tercero 2
T-150K Tercero 5

Los agregados disponibles en la EAA responden a las necesidades de labores concebidas en el SW LabraS para preparación de suelo (Tabla 2).

TABLA 2.  Fuente energética e implemento por labor de preparación de suelo en la EAA
Fuente energética Implemento Labor
MTZ-80 ADI-3 Rotura (Discos)1
BELARUS 1523 AT-90
T-150K Alisador AF Alisado
MTZ-80 Asperjadora UNIGREEN Aplicación de herbicida
BELARUS 1523 AT-90 Cruce (Discos)1
BELARUS 1523 Bayamo (Modificado) Subsolación Media3
BELARUS 1523 Chisel Cruce (Saetas)2
BELARUS 1523 Chisel Rotura (Saetas)2
Komatsu D80 Grada 14 500 lbs Grada pesada
BELARUS 1523 Grada GAPCR (Aradora) Descorone y Grada mediana
T-150K Grada Rome Grada mediana y ligera

Notas: 1- Para implementos con órganos de trabajo de disco. 2-Para aperos que no invierten el prisma de suelo sin incluir la subsolación. 3- Subsoladores para tractores de mediana potencia que no están diseñados para trabajar en zonas con presencia de rocas, raíces y troncos.

El procedimiento desarrollado para determinar de forma integrada la carga de trabajo-insumos para los MP de las fuentes energéticas en la plataforma LabraS se realizó en las siguientes etapas:

Identificar las condiciones de manejo para el proceso tecnológico que se evalúa.

Planificar la carga de trabajo real por marca de equipos a partir de las cartas tecnológicas obtenidas siguiendo los criterios ISMACE.

Definir los codificadores para los insumos, los componentes, las capacidades por componentes y los regímenes de cambios (desarrollo de nuevos algoritmos en la plataforma).

Establecer los reportes para la demanda de insumos según proceso tecnológico, marca de equipo y su pertenencia (EAA, UPC y Tercero).

Definir un reporte para la demanda de forma trimestral, de manera que coincida con el sistema establecido por la Empresa de Suministro AZUMAT.

La planificación de las cartas tecnológicas se realizó por unidad mínima de manejo, el bloque de caña. Los procedimientos aplicados, los indicadores de planificación y la descripción de la plataforma informática, fueron reportados por (Betancourt-Rodríguez et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.). La metodología aplicada para solicitar los datos a los productores coincide con lo descrito por Pérez (2018)PÉREZ, S.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central de Las Villas UCLV Facultad de Ciencias Agropecuarias, Tesis de Maestría, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75, Publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara … p., publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara …, 2018..

En esta investigación la determinación de insumos se centró en las necesidades por recambio para los mantenimientos planificados. Se consideraron para el análisis los insumos relacionados con aceites, grasas, líquido de freno y refrigerantes.

Los tipos de lubricantes a recomendar por equipo, los momentos de recambio y las capacidades de cada sistema por marca de equipo, siguieron lo establecido en las guías de lubricación definidas por el Grupo Empresarial Azucarero AZCUBA (AZCUBA, 2016AZCUBA: Guía de Lubricación Equipos Agrícolas Combinadas, Tractores e Implementos actualizado, Inst. Grupo Empresarial Azucarero AZCUBA, La Habana, Cuba, 9 p., 2016.)AZCUBA. (2016). Updated Lubrication Guide for Combined Agricultural Equipment, Tractors and Implements, 9 pp..

La demanda de insumos (Dl) en litros o kg se determinó con la expresión (1) D l = M h P P c * C a :

D l = M h P P c * C a  (1)

donde: MhP- Moto horas planificadas, equivale a una hora de trabajo del motor (Moto-horas), Pc- Períodos de cambio (Moto-horas) y Ca- Capacidad del sistema (L, kg).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 

Las condiciones del terreno se caracterizaron por predominar las áreas de demolición (74%). Las de barbecho o con caña de muy bajo rendimiento agrícola no cosechada en un 26% y las provenientes de la rotación con otros cultivos se encontraron nulas.

La evaluación de los factores limitantes para la mecanización de la labranza (FML) en la preparación de suelo de 1833,4 ha (Figura 1), mostró un predominio de los problemas de profundidad efectiva (37.6%) y de mal drenaje (22%), seguido de la pedregosidad (19%). Otros factores encontrados pero en menor cuantía, inferiores al 2%, se relacionaron con la salinidad, la rocosidad y la compactación. Las áreas sin limitaciones constituyeron el 22% aproximadamente. En ese sentido, el manejo tecnológico desde una perspectiva integral de sostenibilidad se enfoca en solucionar las limitaciones para el desarrollo del cultivo, vinculadas con la labranza y en la correcta selección de equipos para evitar roturas, coincidiendo con lo planteado por (Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierra en la producción de caña de azúcar, vol. Capítulo 6. Agronomía, La Habana, Cuba, 119-146 p., 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar. Fomento y reposición, Ed. Editorial AMA, 2da edición, Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo ed., La Habana, Cuba, 79-106 p., 2014, ISBN: 978-959-300-036-.; Betancourt-Rodríguez et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.).

FIGURA 1.  Factores limitantes para la mecanización de la labranza de suelo

La carta tecnológica recomendada por el software LabraS (Figura 2), muestra por unidad mínima de manejo (el bloque de caña) la alternativa tecnológica, la variante seleccionada, la secuencia de labores, la fecha de ejecución, los agregados, y los indicadores de explotación rendimiento y gasto de combustible en función del área a realizar. Este reporte es la base para realizar los análisis de explotación de la maquinaria y por consiguiente, para determinar la demanda de insumos para los MP de las fuentes energéticas de preparación de suelo.

FIGURA 2.  Carta tecnológica para una condición de manejo

Se recomendaron 12 labores en la preparación de suelo para asegurar un lecho de plantación adecuado en las condiciones de manejo (Figura 3a). La maquinaria recomendada coincide con la del parque disponible, tanto con los equipos propios de la UPC (MTZ-80), de la EAA (BELARUS 1523) como los de servicio de terceros (Komatsu D80 y T-150K), en todos los casos con sus respectivos implementos. Las labores con mayor representatividad, con más de 1000 ha, están determinadas por el Descorone, la Grada mediana, el Alisado y la Grada ligera.

Por otra parte, las condiciones complejas de la superficie del terreno en un 26% del área impidieron la aplicación de la escarificación [(Rotura (Saeta) y Cruce (Saeta)] en su máxima expresión. De un potencial del 79%, sólo se recomendó para la rotura y el cruce en 717 ha y 970 ha, respectivamente; lo cual representó como promedio el 46% del área. Esta limitación incidió negativamente en el aprovechamiento de los beneficios tecnológicos, energéticos y medio ambientales reportados por la aplicación de estos equipos (Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierra en la producción de caña de azúcar, vol. Capítulo 6. Agronomía, La Habana, Cuba, 119-146 p., 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Gutiérrez et al., 2013GUTIÉRREZ, A.; DÍAZ, F.; VIDAL, L.; RODRÍGUEZ, I.; PINEDA, E.; BETANCOURT, Y.; GÓMEZ, J.: “Manual de buenas prácticas agrícolas para el cultivo de la caña de azúcar en los suelos arcillosos pesados con regadío superficial”, Revista Cuba &Caña,(D) RNPS, 1: 1-15, 2013.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar. Fomento y reposición, Ed. Editorial AMA, 2da edición, Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo ed., La Habana, Cuba, 79-106 p., 2014, ISBN: 978-959-300-036-.; Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, 2019.).

Se determinó una demanda total de combustible de 193197,8 litros para enfrentar las condiciones de trabajo (Figura 3b), lo cual incluyó las labores definidas en las cartas tecnológicas enmarcadas en tres grupos fundamentales: las de acondicionamiento (aplicación de herbicida) con 2 690,0 L; el laboreo primario y parte del secundario (rotura, grada media y cruce) con 144 578,8 L y el alistamiento (grada ligera y alisado) que demandó 45 928,8 L.

FIGURA 3.  Área a realizar (a) y demanda de combustible (b) por labores

La planificación de labores en las cartas tecnológicas para la preparación de suelo en la EAA Panchito Gómez Toro, mediante los criterios ISMACE, se realizaron satisfactoriamente para las condiciones de investigación. Resultados similares con el empleo de la plataforma LabraS en otras condiciones y procesos tecnológicos, fueron reportados por (Pérez, 2018PÉREZ, S.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central de Las Villas UCLV Facultad de Ciencias Agropecuarias, Tesis de Maestría, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75, Publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara … p., publisher: Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, MSc. Thesis, Santa Clara …, 2018.; Betancourt-Rodríguez et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; 2019bBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2227-8761.).

A partir de la carta tecnológica, se determinó la carga de trabajo y la demanda de combustible diferenciadamente por marca de equipos, incluyendo además el momento requerido en la campaña (Figuras 4 a y b). En ese sentido, el MTZ-80 es el de mayor demanda en enero y marzo del año 2021, y en menor cuantía en febrero y abril, en todos los casos en la rotura con ADI-3, con el objetivo de complementar las labores planificadas en la preparación de suelo mediante la incorporación de equipos propios de las UPC. Siguiendo el orden según la demanda de trabajo desde enero hasta mayo le sigue el T-150K en las labores de alistamiento con 464, el Belarus 1523 con 280 jornadas totales dirigidas al laboreo primario y secundario y finalmente el Komatsu D80 con solo tres jornadas, una en enero y otras dos en marzo, con la grada pesada.

En cuanto al combustible, la demanda está liderada por el BELARUS 1523 y el T-50K, con 92 mil y 80 mil litros de combustible diésel respectivamente. En ambos equipos, el trabajo se enmarcó en el período enero-mayo. A pesar de tener mayores jornadas de trabajo el MTZ-80, el consumo horario de combustible del motor es inferior al resto de las marcas ya mencionadas, lo que fundamenta la menor demanda de combustible (28 mil litros). Por el contrario, el alto consumo de combustible horario del tractor Komatsu D80, explica por qué a pesar del trabajo reducido realizado, una demanda de 9000 litros.

FIGURA 4.  Demanda de trabajo (a) y de combustible (b) mensual por fuente energética.

Según Da Silva (2018)DA SILVA, K.: Significado e importancia de la planificación para una organización, [en línea], 2018, Disponible en: https://www.cuidatudinero.com/13095362/cuatro-elementos-basicos-de-la-gestion-estrategica, [Consulta: 18 de mayo de 2021]., en la planificación es necesario organizar de forma coherente los pasos a seguir para lograr el objetivo establecido. En ese sentido, los parámetros determinados con anterioridad mediante el empleo de los criterios ISMACE, permitió una planificación precisa y brindó los elementos necesarios para lograr el perfeccionamiento del sistema para la demanda de lubricantes según las horas de trabajo planificadas de forma diferenciada por pertenencia y marca de equipo (Tabla 3).

TABLA 3.  Demanda de lubricantes según la marca de la fuente energética y su pertenencia
Categoría (Pertenencia) Fuente Energética Insumo Demanda total de insumos, L o kg
BELARUS 1523 Super multi 15W 40 279,8
TDF 317,0
EP 90 GL5 51,3
EAA Aceite Sintético PAG SD-20 SANDEN 0,5
CASTROL Response DOT 4 3,5
LISAN 2 EP 56,0
H 68 139,8
Komatsu D80 LISAN 2 o 3 0,6
H 68 1,6
Tercero S.D.DB 40 3,6
Multi A 50 1,1
EP 140 GL 4 2,3
T-150K LISAN 2 o 3 218,0
Tercero Multi A 50 359,4
Super multi 15W 40 799,4
EP 90 GL4 151,4
MTZ-80
MP 140 66,3
GC 2 47,7
Propia LISAN 2 o 3 47,7
Multi A 50 151,1
C 100 170,3

La demanda trimestral y total de lubricantes consolidados facilita diferenciar los planes de compra según el propietario del equipo, además solicitar insumos en función de los lubricantes especificados por marca de equipos (Tabla 4).

TABLA 4.  Demanda trimestral y total de lubricantes
Insumo UM 2021 Total general
1er Trimestre 2do Trimestre
Aceite Sintético PAG SD-20 SANDEN L 1 0 1
C 100 L 167 4 171
CASTROL Response DOT 4 (Base Mono etilín-glicol) L 3 1 4
EP 140 GL 4 L 2 0 2
EP 90 GL4 L 85 67 152
EP 90 GL5 L 48 13 61
GC 2 kg 47 1 48
H 68 l 111 30 141
LISAN 2 o 3 kg 169 97 266
LISAN 2 EP kg 44 12 56
MP 140 L 65 2 67
Multi A 50 L 350 162 512
S.D.DB 40 L 4 0 4
Super multi 15W 40 L 667 412 1079
THF L 249 68 317

En este resultado se incluyen los lubricantes especificados y aprobados por el Grupo Empresarial Azucarero AZCUBA para todos los sistemas de los tractores. Además, se muestra de forma tal que facilita la solicitud a la comercializadora AZUMAT al establecer la demanda por trimestre. En el año 2021, la demanda se concentró en los dos primeros trimestres y absorbe el trabajo realizado por los tractores disponibles, independientemente de la marca y la pertenencia.

La obtención de ambas recomendaciones, por trimestres y diferenciada hasta por marcas de equipos, demuestra que el sistema creado en la plataforma LabraS permite el perfeccionamiento de la demanda de lubricantes según los requerimientos del productor, lo cual facilitará el proceso de reordenamiento que se lleva a cabo en la agroindustria azucarera cubana y el programa de desarrollo cooperativo que igualmente se impulsa.

Es importante señalar que el análisis en las fuentes energéticas se basó solamente en la demanda para el cambio, según lo establecido por el fabricante de equipos y que, además, está aprobado por AZCUBA. Sin embargo, en la ejecución de los trabajos también se requiere lubricantes para relleno o para cubrir las roturas imprevistas, lo cual estará en función de los años de explotación del equipo, la pericia de los operadores, entre otros parámetros, lo cual aumenta en la práctica la demanda general de los diferentes insumos utilizados.

Para cubrir la demanda de lubricantes por las razones antes expuestas y que se recogen en la estadística de años anteriores, se habilitó en la plataforma LabraS una opción para modificar los resultados en el porcentaje que predetermine el usuario (Figura 5).

FIGURA 5.  Opción en el SWL LabraS para ajustar la demanda de lubricantes

Por otra parte, es significativo destacar que en el SW LabraS también se planifican los tipos y cantidades de mantenimientos por marca de equipos y las reparaciones, pero no se mostraron por no ser objeto de esta investigación.

La investigación solo evaluó la demanda para las fuentes energéticas, sin embargo, el trabajo se recomendó mediante agregados de preparación de suelo (Tractor más implemento), por lo que, en la realización de la planificación en condiciones de producción, se debe incluir los índices correspondientes a los implementos recomendados para el trabajo.

Los resultados obtenidos demuestran que el uso de los medios informáticos es una herramienta muy efectiva en la toma de decisiones, en la reducción del tiempo de ejecución y en la facilidad de solucionar cambios surgidos de forma inmediata, coincidiendo con lo planteado por De las Cuevas-Milán et al., 2015DE LAS CUEVAS-MILÁN, H.R.; GÓMEZ RAVELO, I.; DÍAZ-ÁLVAREZ, M.; FERNÁNDEZ DE CASTRO-FABRE, A.; PANEQUERONDÓN, P.: “Sistema automatizado para la determinación de las condiciones de ensayo en los conjuntos agrícolas”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24(2): 61-67, 2015, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; Pereira-Marín et al., 2015PEREIRA-MARÍN, C.A.; PÉREZ-MENDEZ, A.; MARÍN-DARIAS, D.; GONZÁLEZ-CUETO, O.: “ExploMaq, software para la evaluación energética y económica de la maquinaria agrícola”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24(1): 72-76, 2015, ISSN: 2071-0054, Publisher: Universidad Agraria de La Habana.; Álvarerz-Torres, 2015ÁLVARERZ-TORRES, E.: ““Frecal”, herramienta para el cálculo de las fuentes energéticas”, Revista Ingeniería Agrícola, 5(3): 57-62, 2015, ISSN: 2227-8761.; Betancourt-Rodríguez et al., 2019bBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Revista Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2227-8761.).

Los procedimientos aplicados mediante la integración en una misma plataforma de la determinación de la carta tecnológica-carga de trabajo-demanda de insumos para los MP facilitaron el perfeccionamiento del sistema actual con resultados satisfactorios y solucionaron las limitantes actuales expuestas al inicio de esta investigación.

CONCLUSIONES

 

La carga de trabajo y la demanda de combustible de las fuentes energéticas disponibles en la preparación de suelo se determinaron satisfactoriamente a partir de las cartas tecnológicas recomendadas con el SW LabraS, diferenciadas para un período específico y total en el año en función de los requerimientos agrotécnicos de la caña de azúcar para las condiciones evaluadas.

La demanda de insumos para el MP se determinó adecuadamente por marca y pertenencia de la fuente energética mediante la aplicación de procedimientos de trabajo integrados en el SW LabraS (Carga de trabajo-insumos MP), e incluyó el balance trimestral y anual de lubricantes solicitados por AZUMAT.